Gebiet der
TechnikTerritory of
technology
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung eines
Oberflächenprofils
eines zu vermessenden Objekts nach Anspruch 1.The
The present invention relates to a device for measuring a
surface profile
an object to be measured according to claim 1.
Technischer
Hintergrundtechnical
background
Aus
US-A-4,103,542 ist ein Oberflächenprofil-Messinstrument
bekannt, das einen Stift aufweist, der von einem ausgeglichenen
Scanner-Arm getragen wird, der seinerseits von einer kardanischen
Aufhängung
mit zwei Achsen getragen wird, von denen eine durch einen Servomotor
einstellbar ist. Ein angeschlossenes elektronisches Gerät sorgt
für eine Achsenkompensation
zur Ausgleichung durch den Servomotor ebenso wie eine Nulljustierung
einer Anzeigeeinrichtung und eine Abgrenzung gegen kleine unerwünschte Steigungen.
Die Stiftbewegung wird von einem Positionsaufnehmer (linear position
differential transformer) in ein analoges Signal umgewandelt. Um
eine Steigungsdiskriminierung zu erhalten, wird das analoge Signal
differenziert und in einem Komparator mit einem Bezugswert verglichen,
um Signale, die kleinen Steigungen entsprechen, zu verwerfen. Das
Signal wird dann integriert und mit Bezug auf eine ausgewählte Nulleinstellung
der Anzeigeeinrichtung angezeigt.Out
US-A-4,103,542 is a surface profile measuring instrument
known to have a pin that is of a balanced
Scanner arm is worn, in turn, from a gimbal
suspension
is carried with two axes, one of which is by a servomotor
is adjustable. An attached electronic device provides
for an axis compensation
for adjustment by the servomotor as well as a zero adjustment
a display and a demarcation against small unwanted slopes.
The pin movement is controlled by a position sensor (linear position
differential transformer) converted into an analog signal. Around
to obtain slope discrimination becomes the analog signal
differentiated and compared in a comparator with a reference value,
to discard signals that correspond to small gradients. The
Signal is then integrated and related to a selected zero setting
the display device displayed.
Aus
US-A-4,391,044 ist ein Oberflächenprofil-Messinstrument
bekannt, das einen Stift aufweist, der von einem linear verlängerten
Träger
zur linearen Abtastung getragen wird. Der Träger wird von einem Befestigungsmechanismus
gestützt,
der eine Neigung durch einen Servomotor ausgleicht. Der Stift wird
für lineare
Abtastungen der gewünschten
Strecke entlang des Trägers
geschoben und gezogen.Out
US-A-4,391,044 is a surface profile measuring instrument
known, which has a pin extending from a linearly extended
carrier
is carried to the linear scan. The carrier is made by a fastening mechanism
supported
which compensates for an inclination by a servomotor. The pen will
for linear
Samples of the desired
Route along the carrier
pushed and pulled.
Aus
FR-A-2 645 638 ist ein weiteres Oberflächenprofil-Messinstrument bekannt,
das ausgebildet ist, um das Profil von großen Profilstufen oder großen Profilsenken
zu messen.Out
FR-A-2 645 638 discloses another surface profile measuring instrument,
which is adapted to the profile of large profile steps or large profile sinkers
to eat.
Auch
dieses bekannte Instrument beruht auf einer vertikal beweglichen
und schwenkbar angeordneten Abtasteinrichtung, die eine Gewichtsausgleichplatte
einschließt,
die innerhalb eines X-Y-Koordinatensystems beweglich ist.Also
This known instrument is based on a vertically movable
and pivotally mounted sensing device comprising a weight compensation plate
includes,
which is movable within an X-Y coordinate system.
Darüber hinaus
ist in JPN. PAT. APPLN. KOKAI, Veröffentlichungsnr. 7-260471 eine
Vorrichtung als ein herkömmliches
Beispiel für
eine Vorrichtung zum Messen des Oberflächenprofils eines zu vermessenden
Objekts offenbart. Die herkömmliche Vorrichtung
wird nachsehend mit Bezug auf 12 beschrieben.In addition, in JPN. PAT. APPLN. KOKAI, publication no. 7-260471 discloses a device as a conventional example of an apparatus for measuring the surface profile of an object to be measured. The conventional apparatus will be referred to with reference to FIG 12 described.
Die
oben genannte herkömmliche
Vorrichtung umfasst eine Messsonde 41, einen X-Z-Koordinatensystem-Antriebsabschnitt 42,
einen Koordinaten-Messabschnitt 43, ein Eingabemittel 44 und
ein Steuermittel 45. Genauer schließt die Messsonde 41 ein
Kontaktnadelelement 41a ein, das einen Kontakt mit einem
zu vermessenden Objekt 32, das in Y-Achserrichtung von
einem Y-Achsenkoordinatensystem-Antriebsabschnitt, der in einem
Hauptkörper 30 der
oben genannten Vorrichtung enthalten ist, angetrieben wird, herstellt.
In diesem Fall berührt
das Nadelelement 41a das zu vermessende Objekt 32 von oben.
Der X-Z-Koordinatensystem-Antriebsabschnitt 42 treibt die
Messsonde 41 in den X- und Z-Richtungen an, und der Koordinatenmessabschnitt 43 misst die
Koordinaten der Messsonde 41. Das Eingabemittel 44 gibt
Kippwinkelinformationen des Kontaktnadelelements 41a an
einem Kontaktmesspunkt in Bezug auf eine zu vermessende Oberfläche 32a ein. Das
Steuermittel 45 steuert den Messdruck der Messsonde 41 an
der Oberfläche
des zu vermessenden Objekts aufgrund der Kippwinkelinformationen, die
vom Eingabemittel 44 eingegeben werden. In diesem Fall
steuert das Steuermittel 45 den Kontakt durch die Messsonde 41 so,
dass die Summe der Kontaktdeformationen der Messsonde 41 und
des zu vermessenden Objekts in vertikaler Richtung zur zu vermessenden
Oberfläche 32a konstant
wird.The above-mentioned conventional device comprises a measuring probe 41 , an XZ coordinate system driving section 42 , a coordinate measuring section 43 , an input device 44 and a control means 45 , More precisely, the probe closes 41 a contact needle element 41a one that makes contact with an object to be measured 32 in the Y-axis direction from a Y-axis coordinate system drive section located in a main body 30 the above device is powered. In this case, the needle element touches 41a the object to be measured 32 from above. The XZ coordinate system drive section 42 drives the probe 41 in the X and Z directions, and the coordinate measuring section 43 measures the coordinates of the probe 41 , The input device 44 gives tilt angle information of the contact needle element 41a at a contact measuring point with respect to a surface to be measured 32a one. The control means 45 controls the measuring pressure of the measuring probe 41 on the surface of the object to be measured due to the tilt angle information provided by the input means 44 be entered. In this case, the control means controls 45 the contact by the probe 41 such that the sum of the contact deformations of the probe 41 and the object to be measured in the vertical direction to the surface to be measured 32a becomes constant.
Die
herkömmliche
Vorrichtung ist wie oben angegeben aufgebaut, und die Kippwinkelinformationen
am Kontaktmesspunkt durch die Messsonde 41 an der Oberfläche des
zu vermessenden Objekts werden vom Eingabemittel 44 eingegeben.
Aufgrund der so eingegebenen Kippwinkelinformationen kann die Vorrichtung
das Oberflächenprofil der
Messoberfläche 32a des
zu vermessenden Objekts 32 messen, während sie den Messdruck der
Messsonde 41 durch das Steuermittel 45 steuert.
Wie oben beschrieben, wird der Messdruck der Messsonde 41 gesteuert,
und dadurch bleibt die vertikale Kontaktdeformation immer konstant
in Bezug auf die Oberfläche
des zu vermessenden Objekts. Dadurch ist es möglich, die Erzeugung eines
Messfehlers, der sich aus Änderungen
der Kontaktdeformation ergibt, zu verhindern.The conventional device is constructed as stated above, and the tilt angle information at the contact measurement point by the measuring probe 41 on the surface of the object to be measured are from the input means 44 entered. On the basis of the tilting angle information thus input, the device can determine the surface profile of the measuring surface 32a of the object to be measured 32 while measuring the measuring pressure of the measuring probe 41 by the control means 45 controls. As described above, the measuring pressure of the measuring probe 41 controlled, and thereby the vertical contact deformation always remains constant with respect to the surface of the object to be measured. This makes it possible to prevent the generation of a measurement error resulting from changes in contact deformation.
In
der oben genannten herkömmlichen
Vorrichtung wird eine Blattfeder oder eine Druckfeder verwendet,
um den Messdruck zu steuern, so dass der Messdruck der Messsonde 41 extrem
klein wird oder die Kontaktkraft auf der zu vermessenden Oberfläche 32 immer
konstant wird.In the above-mentioned conventional apparatus, a leaf spring or a compression spring is used to control the measuring pressure, so that the measuring pressure of the measuring probe 41 becomes extremely small or the contact force on the surface to be measured 32 always constant.
Wenn
die herkömmliche
Vorrichtung wie oben geschildert aufgebaut ist, berührt die
Messsonde 41 die Oberfläche
des zu vermessenden Objekts 32 mit vorgegebenem Druck.
Insbesondere muss die Messsonde 41 so gehalten werden,
dass der Druck der Messsonde 41 in allen Richtungen konstant
gehalten werden kann. Um solch einen stabilen Druck, zu erreichen,
muss der Reibwiderstand jedes Elements oder müssen die Hysteresekennwerte
der Federn stark gesenkt werden.When the conventional device is constructed as described above, the probe touches 41 the surface of the object to be measured 32 with predetermined pressure. In particular, the probe must 41 be held so that the pressure of the probe 41 can be kept constant in all directions. For such a stable pressure, To achieve this, the frictional resistance of each element or the hysteresis characteristics of the springs must be greatly reduced.
OFFENBARUNG
DER ERFINDUNGEPIPHANY
THE INVENTION
Somit
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur
Messung eines Oberflächenprofils
zu schaffen, welche die Kontaktkraft an jedem Punkt der Oberfläche eines
zu vermessenden Objekts konstant halten kann und das Oberflächenprofil
mit extrem kleiner Kontaktkraft messen kann.Consequently
It is an object of the present invention to provide a device for
Measurement of a surface profile
to create the contact force at each point of the surface of a
the object to be measured can be kept constant and the surface profile
can measure with extremely small contact force.
Erfindungsgemäß wird die
genannte Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.According to the invention
said object solved by the features of claim 1.
Verbesserte
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Messung eines Oberflächenprofils
eines Objekts ergeben sich aus den Unteransprüchen.improved
embodiments
the device according to the invention
for measuring a surface profile
of an object result from the subclaims.
Um
die genannte Aufgabe zu lösen,
wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Messung
eines Oberflächenprofils
eines zu vermessenden Objekts geschaffen, welche folgendes aufweist:
eine
Messsonde, die so positioniert ist, dass sie die Oberfläche des
zu vermessenden Objekts berührt;
ein
Führungsmittel
zum Tragen und Führen
der Messsonde in Richtung der Messsondenachse;
ein Kippwinkel-Anpassungsmittel
zum Verkippen des Führungsmittels
in einem vorgegebenen Kippwinkel in Bezug auf die horizontale Richtung,
so dass die Messsonde die Oberfläche
des zu vermessenden Objekts mit einer vorgegebenen Kontaktkraft
berührt; und
ein
Antriebsmittel zum relativen Antreiben der Messsonde und/oder des
Objekts, um die Oberfläche
des zu vermessenden Objekts mit der Messsonde abzutasten,
wobei
die Kontaktkraft von einer Kippwinkelkomponente der Schwerkraft
der Messsonde, die erzeugt wird, wenn die Messsonde gekippt wird,
abgeleitet wird.In order to achieve the stated object, according to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a surface profile of an object to be measured, comprising
a probe positioned to contact the surface of the object to be measured;
a guide means for supporting and guiding the probe in the direction of the probe axis;
a tilt angle adjusting means for tilting the guide means at a predetermined tilt angle with respect to the horizontal direction so that the probe touches the surface of the object to be measured with a predetermined contact force; and
drive means for relatively driving the probe and / or the object to scan the surface of the object to be measured with the probe,
wherein the contact force is derived from a tilt angle component of the force of gravity of the probe generated when the probe is tilted.
Vorzugsweise
liegt der Kippwinkel im Bereich von 0,0005 bis 5°, stärker bevorzugt von 0,03 bis
0,2 °. Die
Kontaktkraft liegt im Bereich von 5 bis 300 mgf, stärker bevorzugt
von 30 bis 90 mgf.Preferably
For example, the tilt angle is in the range of 0.0005 to 5 °, more preferably 0.03 to
0.2 °. The
Contact force is in the range of 5 to 300 mgf, more preferred
from 30 to 90 mgf.
Die
Vorrichtung ist wie oben beschrieben aufgebaut, und dadurch wird
die Kontaktkraft der Messsonde, die an die Oberfläche des
zu vermessenden Objekts angelegt wird, von der Kipprichtungskomponente
der Schwerkraft der Messsonde abgeleitet. Deshalb besteht keine
Notwendigkeit, den Hysteresekennwert zu berücksichtigen. Eine konstante
Kontaktkraft wird an jeden Punkt auf der Oberfläche des zu vermessenden Objekts
angelegt. Da die Messsonde vom Kippwinkel-Anpassungsmittel mit dem
vorgegebenen Kippwinkel verkippt wird, kann auf sehr einfache Weise
eine äußerst geringe Kontaktkraft
erhalten werden. Da eine äußerst kleine Kontaktkraft
wie oben beschrieben erhalten wird, gehört die Vorrichtung zum Kontakt-Typ,
trotzdem ist es möglich,
das Oberflächenprofil
des zu vermessenden Objekts äußerst genau
zu messen. Ferner ist es möglich,
Wirkungen zu erzielen, die denen von zerstörungsfreien Messungen des Oberflächenprofils des
zu vermessenden Objekts ohne Kontakt ähnlich sind.The
Device is constructed as described above, and thereby becomes
the contact force of the measuring probe, which is at the surface of the
is applied to the object to be measured, from the tilting direction component
derived from the gravity of the probe. Therefore, there is none
Need to consider the hysteresis value. A constant
Contact force is applied to every point on the surface of the object to be measured
created. Since the probe from the tilt angle adjustment means with the
given tilt angle can be tilted in a very simple manner
an extremely low contact force
to be obtained. Because a very small contact force
obtained as described above, the device belongs to the contact type,
nevertheless it is possible
the surface profile
of the object to be measured extremely accurately
to eat. It is also possible
To achieve effects similar to those of non - destructive measurements of the surface profile of the
are similar to the object to be measured without contact.
Entsprechend
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zur Messung des Oberflächenprofils
eines zu vermessenden Objekts geschaffen, wobei das Führungsmittel
die Messsonde beweglich trägt
und einen Führungsmechanismus
aufweist, der die Messsonde mit einer vorgegebenen Reibkraft zwischen
dem Führungsmittel
und der Messsonde führt,
wobei die Reibkraft geringer ist als die Kipprichtungskomponente
der Schwerkraft der Messsonde.Corresponding
A second aspect of the present invention is a device
for measuring the surface profile
created an object to be measured, wherein the guide means
the probe carries movable
and a guide mechanism
having the measuring probe with a predetermined frictional force between
the guide
and the probe leads,
wherein the frictional force is less than the tilting component
the gravity of the probe.
Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird ein Mittel, das eine äußerst geringe
Reibkraft erzeugt, beispielsweise eine lineare Führung, vorzugsweise eine Luftgleiteinrichtung,
als Führungsmittel verwendet.
Da dadurch eine äußerst geringe
Kontaktkraft erhalten wird, gehört
die Vorrichtung zum Kontakt-Typ; trotzdem ist es möglich, das
Oberflächenprofil
des zu vermessenden Objekts äußerst genau
zu messen.Corresponding
According to the present invention, an agent which is extremely small
Generates frictional force, for example a linear guide, preferably an air sliding device,
used as a guide.
As a result, an extremely low
Contact force is heard
the contact type device; nevertheless it is possible that
surface profile
of the object to be measured extremely accurately
to eat.
Entsprechend
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zur Messung eines Oberflächenprofils
eines zu vermessenden Objekts geschaffen, wobei das Kippwinkel-Einstellungsmittel
sowohl die Messsonde als auch das zu vermessende Objekt in einem
vorgegebenen Kippwinkel zur horizontalen Richtung verkippt.Corresponding
A third aspect of the present invention is a device
for measuring a surface profile
of an object to be measured, wherein the tilt angle adjusting means
Both the probe and the object to be measured in one
tilted predetermined tilt angle to the horizontal direction.
Da
entsprechend der vorliegenden Erfindung der Kippwinkel sowohl auf
die Messsonde als auch das zu vermessende Objekt angewendet wird,
wenn das Objekt vermessen wird, wird kein Winkelunterschied zwischen
der Messsonde und dem zu vermessenden Objekt erzeugt. Deshalb besteht
keine Notwendigkeit, den Kippwinkel zu korrigieren, und die Vorrichtung
gehört
zum Kontakt-Typ; trotzdem ist es möglich, das Oberflächenprofil
des zu vermessenden Objekts sehr genau zu messen.There
according to the present invention, the tilt angle both on
the measuring probe as well as the object to be measured is applied,
when the object is measured, no angle difference between
the measuring probe and the object to be measured. That is why
no need to correct the tilt angle, and the device
belongs
to the contact type; nevertheless, it is possible the surface profile
of the object to be measured very accurately.
Entsprechend
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zur Messung eines Oberflächenprofils
eines zu vermessenden Objekts geschaffen, wobei das zu vermessende
Objekt eine vorgegebene Oberflächenrauheit Ry
und Abtaststrecke ϕ aufweist, und wenn durch die Messsonde
beim maximalen Kontaktwinkel αmax eine
vorgegebene Kontaktkraft Fθ ausgeübt wird, weist
die maximale Geschwindigkeit Vmax der Messsonde, die die Oberfläche des
zu vermessenden Objekts abtastet, eine Beziehung auf, die durch
die folgende Gleichung ausgedrückt
wird: Vmax ∝ (Fθ·ϕ)/(Ry·αmax) According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a surface profile of an object to be measured, wherein the object to be measured has a predetermined surface roughness Ry and scanning distance φ and when a predetermined contact force Fθ is applied by the probe at the maximum contact angle αmax. For example, the maximum velocity Vmax of the probe that scans the surface of the object to be measured has a relationship expressed by the following equation: Vmax α (Fθ · φ) / (Ry · αmax)
Falls
das zu vermessende Objekt aus einem sehr weichen Material besteht,
das beim Vermessen leicht beschädigt
werden kann, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung die Kontaktkraft
Fθ gesenkt,
und dadurch kann das Objekt mit den kleinen Kontaktkräften Fθ vermessen
werden, ohne beschädigt
zu werden. Wenn dagegen keine Gefahr besteht, dass das zu vermessende
Objekt beschädigt
wird, wird die Kontaktkraft Fθ erhöht, und
dadurch wird die maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax hoch. Infolgedessen
ist es möglich,
die Zeit zum Messen des Oberflächenprofils
des zu vermessenden Objekts zu verkürzen.If
the object to be measured consists of a very soft material,
that easily damaged when surveying
can be according to the present invention, the contact force
Fθ lowered,
and thereby the object can be measured with the small contact forces Fθ
be damaged without
to become. On the other hand, if there is no danger that the one to be measured
Object damaged
is increased, the contact force Fθ, and
thereby, the maximum scanning speed Vmax becomes high. Consequently
Is it possible,
the time to measure the surface profile
to shorten the object to be measured.
Weitere
Ziele und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung
ausgeführt
und ergeben sich zum Teil aus der Beschreibung oder können bei
der praktischen Ausführung
der Erfindung gelernt werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindung
können mittels
der Instrumente und Kombinationen realisiert und erhalten werden,
auf die nachstehend besonders hingewiesen wird.Further
Objects and advantages of the invention are in the following description
accomplished
and arise partly from the description or can at
the practical execution
of the invention. The objects and advantages of the invention
can by means of
the instruments and combinations are realized and preserved,
to which particular reference is made below.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION
THE DRAWING
Die
begleitende Zeichnung, die in die Patentschrift eingegliedert ist
und einen Teil von dieser darstellt, stellt derzeit bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung dar und dient zusammen mit der oben abgegebenen allgemeinen
Beschreibung und der nach stehend abgegebenen Beschreibung der Ausführungsformen
dazu, die Grundlagen der Erfindung zu erläutern.The
accompanying drawing incorporated in the patent
and part of this presently constitutes preferred embodiments of the
Invention and is used together with the above general
Description and the description given after standing of the embodiments
to explain the principles of the invention.
1 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Messung eines
Oberflächenprofils
entsprechend einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 1 is a schematic representation of a device for measuring a surface profile according to a first embodiment of the present invention;
2 ist
eine teilweise vergrößerte Darstellung
des Zustands, in dem ein Kontaktnadelelement einer Messsonde die
Oberfläche
eines zu vermessenden Objekts mit einem vorgegebenen Kippwinkel berührt, in
der Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils entsprechend der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 2 is a partially enlarged view of the state in which a contact needle element of a probe touches the surface of an object to be measured with a predetermined tilt angle, in the device for measuring a surface profile according to the first embodiment of the present invention;
3 ist
eine teilweise vergrößerte perspektivische
Darstellung des Aufbaus des Messsonden-Trägermittels; 3 is a partially enlarged perspective view of the structure of the probe support means;
4 ist
eine schematische Darstellung eines Kippwinkel-Einstellungsmittels
in der ersten Ausführungsform; 4 Fig. 12 is a schematic diagram of a tilt angle adjusting means in the first embodiment;
5 ist
eine schematische Darstellung einer ersten Modifizierung des Kippwinkel-Einstellungsmittels
der ersten Ausführungsform; 5 Fig. 12 is a schematic diagram of a first modification of the tilt angle adjusting means of the first embodiment;
6 ist
eine schematische Darstellung einer zweiten Modifizierung des Kippwinkel-Einstellungsmittels
in der ersten Ausführungsform; 6 Fig. 10 is a schematic diagram of a second modification of the tilt angle adjusting means in the first embodiment;
7 ist
eine schematische Darstellung einer dritten Modifizierung des Kippwinkel-Einstellungsmittels
in der ersten Ausführungsform; 7 Fig. 10 is a schematic diagram of a third modification of the tilt angle adjusting means in the first embodiment;
8 ist
ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem der Vorrichtung zur Messung
eines Oberflächenprofils
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt; 8th Fig. 10 is a block diagram showing a control system of the surface profile measuring apparatus according to the present invention;
9 ist
eine teilweise vergrößerte Draufsicht
auf die Situation, in der das Kontaktnadelelement der Messsonde
das zu vermessende Objekt berührt; 9 is a partially enlarged plan view of the situation in which the contact needle element of the probe touches the object to be measured;
10 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Messung eines
Oberflächenprofils
entsprechend einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 10 is a schematic representation of a device for measuring a surface profile according to a second embodiment of the present invention;
11 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Messung eines
Oberflächenprofils
entsprechend einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und 11 is a schematic representation of a device for measuring a surface profile according to a third embodiment of the present invention; and
12 ist
eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Vorrichtung zur Messung
des Oberflächenprofils
eines zu vermessenden Objekts. 12 is a schematic representation of a conventional device for measuring the surface profile of an object to be measured.
BESTE WEISE
ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNGBEST WAY
FOR EXECUTION
THE INVENTION
Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind nachstehend beschrieben. In den
folgenden Ausführungsformen
wird das in 1 dargestellte X-Y-Z-Koordinatensystem
in allen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet, und eine negative Richtung
der Z-Achse und eine positive Richtung davon sind als Distalendseite
bzw. als Proximalendseite definiert.The embodiments of the present invention are described below. In the following embodiments, the in 1 The XYZ coordinate system used in all embodiments of the present invention is used, and a Z-axis negative direction and a positive direction thereof are defined as the distal end side and the proximal end side, respectively.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
In
der ersten Ausführungsform
weist die Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils einen flachen Basisabschnitt 20 auf,
wie in 1 dargestellt. Ein Trägerelement 1 und ein
Tafelabschnitt 7 sind am Basisabschnitt 20 befestigt.
Der Tafelabschnitt 7 ist über ein Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 mit
einer Montageplatte versehen. Ein Führungsmittel 4 ist
an der Montageplatte 10 angebracht. Ein zu vermessendes
Objekt 2 wird vom Trägerelement 1 getragen.
Eine Messsonde 6 wird beweglich vom Führungsmittel 4 getragen
und so positioniert, dass sie die Oberfläche des zu vermessenden Objekts 2 berührt. Erste
und zweite Positionserfassungselemente 5 und 9 sind
an der Montageplatte 10 bzw. dem Basisabschnitt 20 bereitgestellt.In the first embodiment, the device for measuring a surface profile has a flat base portion 20 on, like in 1 shown. A carrier element 1 and a blackboard section 7 are at the base section 20 attached. The blackboard section 7 is about a tilt angle adjustment means 3 provided with a mounting plate. A guide 4 is on the mounting plate 10 appropriate. One too measuring object 2 becomes from the carrier element 1 carried. A measuring probe 6 becomes mobile from the guide 4 worn and positioned so that they are the surface of the object to be measured 2 touched. First and second position detection elements 5 and 9 are on the mounting plate 10 or the base section 20 provided.
In
der ersten Ausführungsform
ist das Führungsmittel 4 eine
Luftgleiteinrichtung. Wie in 3 dargestellt,
weist das Führungsmittel 4 ein
Gleiteinrichtungs-Trägerelement 4a und
ein bewegliches Gleiteinrichtungselement 4b auf. In dem
Gleitelement-Trägerelement 4a ist
eine Öffnung
ausgebildet. Das bewegliche Gleiteinrichtungs element 4b dringt beweglich
in die Öffnung
des Gleitelement-Trägerelements 4a ein
und wird schwimmend getragen. Die Luftgleiteinrichtung 4 weist
einen (nicht dargestellten) Luftzufuhrabschnitt auf, der Luft zu
einem Raum 210 zwischen dem Gleitelement-Trägerelement 4a und dem
beweglichen Gleiteinrichtungselement 4b liefert. Der Raum 210 ist
sehr eng und weist eine Breite von 100 μm oder weniger, vorzugsweise
20 μm oder
weniger auf. Das Material der Luftgleiteinrichtung 4 ist Keramik,
ein metallisches Material wie Eisen oder ein Glasmaterial. Das Führungsmittel 4 kann
eine lineare Führung
sein.In the first embodiment, the guide means 4 an air sliding device. As in 3 shown, the guide means 4 a slider support member 4a and a movable slider element 4b on. In the sliding element carrier element 4a an opening is formed. The movable Gleiteinrichtungs element 4b movably penetrates into the opening of the sliding element carrier element 4a and is carried floating. The air sliding device 4 has an air supply section (not shown) that supplies air to a room 210 between the slider support member 4a and the movable slider element 4b supplies. The space 210 is very narrow and has a width of 100 microns or less, preferably 20 microns or less. The material of the air sliding device 4 is ceramic, a metallic material like iron or a glass material. The guide 4 can be a linear guide.
Die
oben genannte Messsonde 6 weist ein zylinder- oder prismenförmiges Stammelement 6b und
ein kugel- oder keilförmiges
Kontaktnadelelement 6a auf, das am distalen Ende des Stammelements 6b befestigt
ist. Das Stammelement 6b der Messsonde 6 ist am
beweglichen Gleiteinrichtungselement 4b des Führungsmittels 4 angebracht
und ist in die Richtungen der Pfeile A und B von 1 zusammen
mit dem beweglichen Gleiteinrichtungselement 4b beweglich.
Das Kontaktnadelelement 6a ist so angeordnet, dass es die
Oberfläche
des zu vermessenden Objekts 2 berührt.The above-mentioned probe 6 has a cylinder or prism-shaped stem element 6b and a spherical or wedge-shaped contact needle element 6a on that at the distal end of the trunk element 6b is attached. The root element 6b the measuring probe 6 is on the movable slider element 4b of the guide means 4 attached and is in the directions of arrows A and B of 1 together with the movable Gleiteinrichtungselement 4b movable. The contact needle element 6a is arranged so that it is the surface of the object to be measured 2 touched.
In
diesem Fall sind die in 1 gezeigten Richtungen A und
B Richtungen (nachstehend als Kipprichtungen bezeichnet), die in
einem vorgegebenen Kippwinkel θ (0 < θ < 90 °) zur Z-Richtung
geneigt sind, wie in 2 dargestellt, und die zur axialen
Richtung der Messsonde 6 parallel sind.In this case, the in 1 A and B directions (hereinafter referred to as tilting directions) which are inclined at a predetermined tilting angle θ (0 <θ <90 °) to the Z direction, as shown in FIG 2 shown, and the axial direction of the probe 6 are parallel.
In
der ersten Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Positionserfassungselemente 5 und 9 optische
Skalen oder Laserentfernungsmesser. Das erste Positionserfassungselement 5 ist
so positioniert, dass es eine Kipprichtungsverstellung 1 der Messsonde 6 erfasst.
Dagegen ist das zweite Positionserfassungselement 9 so
positioniert, dass es die X-Achsenrichtungsposition des Kontaktnadelelements 6a erfasst.In the first embodiment, the first and second position detection elements 5 and 9 optical scales or laser rangefinders. The first position detection element 5 is positioned so that it has a tilt direction adjustment 1 the measuring probe 6 detected. In contrast, the second position detection element 9 positioned so that it is the X-axis direction position of the contact needle element 6a detected.
Wie
schematisch in 4 dargestellt, weist das oben
genannte Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 erste
und zweite Winkelanpassungselemente 3a und 3b auf.
Diese Winkeleinstellungselemente 3a und 3b sind
einzeln an ihren unteren Endabschnitten durch eine Schraube mit
dem Tafelabschnitt 7 verbunden. Jedes der Winkeleinstellungselemente 3a und 3b ist mit
einem Gelenk oder einem drehbaren Trägerelement drehbar auf der
Montageplatte 10 gelagert.As schematically in 4 has the above tilt angle adjustment means 3 first and second angle adjustment elements 3a and 3b on. These angle adjustment elements 3a and 3b are individually at their lower end portions by a screw with the panel section 7 connected. Each of the angle adjustment elements 3a and 3b is rotatable with a hinge or a rotatable support member on the mounting plate 10 stored.
Mindestens
eins von den Winkeleinstellungselementen 3a und 3b weist
die folgende Struktur auf, die in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen entlang Pfeilen
C und D, die parallel zur X-Achsenrichtung verlaufen, beweglich
ist, so dass die Montageplatte 10 zur X-Z-Ebene verkippt
werden kann, d.h. die Messsonde 6 in einem vorgegebenen
Kippwinkel zur Z-Achse verkippt werden kann. Die oben genannte Bewegung
wird von mechanischen Mitteln, wie einer Schraube, bewirkt und kann
von elektrischen Mitteln, wie einem Motor, bewirkt werden. Die Winkeleinstellungselemente 3a und 3b sind
an distalen und proximalen Endabschnitten der Montageplatte 10 zumindest
eins nach dem anderen angeordnet und sind unabhängig voneinander betätigbar.At least one of the angle adjustment elements 3a and 3b has the following structure, which is movable in forward and backward directions along arrows C and D, which are parallel to the X-axis direction, so that the mounting plate 10 can be tilted to the XZ plane, ie the probe 6 can be tilted in a predetermined tilt angle to the Z axis. The above movement is effected by mechanical means, such as a screw, and may be effected by electrical means, such as a motor. The angle adjustment elements 3a and 3b are at distal and proximal end portions of the mounting plate 10 arranged at least one after the other and are independently operable.
Genauer
trägt das
erste Winkeleinstellungselement 3a mittels eines Zapfens
drehbar eine Montageplatte 10. Dagegen ist das zweite Winkeleinstellungselement 3b an
seinem oberen Abschnitt mit einem Rad ausgestattet und an seinem
unteren Abschnitt ist eine Schraube ausgebildet. Das zweite Winkeleinstellungselement 3b wird
von der Schraube eingestellt und dadurch in der Y-Achsenrichtung
in Bezug auf den Tafelabschnitt 7 verändert. In diesem Fall dreht
sich das Rad an der Unterseite der Montageplatte 10 und
dadurch kann sich das zweite Winkeleinstellungselement 3b in
Bezug auf die Montageplatte 10 frei bewegen. Deshalb wirken
die beiden Winkeleinstellungselemente 3a und 3b zusammen, so
dass die Montageplatte 10 in einem vorgegebenen Kippwinkel
verkippt werden kann. Die Montageplatte 10 wird durch Steuern
der Schraube in einer Lage gehalten, in der sie in dem genannten
Kippwinkel geneigt ist.Specifically, the first angle adjustment element wears 3a rotatably a mounting plate by means of a pin 10 , In contrast, the second angle adjustment element 3b equipped at its upper portion with a wheel and at its lower portion a screw is formed. The second angle adjustment element 3b is adjusted by the screw and thereby in the Y-axis direction with respect to the panel portion 7 changed. In this case, the wheel rotates on the underside of the mounting plate 10 and this may cause the second angle adjustment element 3b in relation to the mounting plate 10 move freely. Therefore, the two angle adjustment elements act 3a and 3b together, leaving the mounting plate 10 can be tilted in a predetermined tilt angle. The mounting plate 10 is held by controlling the screw in a position in which it is inclined at said tilt angle.
In 5 bis 7 sind
Modifizierungen des Kippwinkel-Einstellungsmittels 3 dargestellt.
In der ersten in 5 dargestellten Modifizierung
besteht das distalseitige erste Winkeleinstellungselement 3a von 4 aus
einem Schwenkelement 211, dessen Mittelachse parallel zur
X-Achse verläuft
und dessen Querschnitt kreisförmig
ist. Zum Beispiel ist das Schwenkelement 211 ein drehbar
lagerbares Element wie ein zylindri sches oder kugelförmiges Element.
Das zweite Winkeleinstellungselement 3b besteht aus einem
Kippelement 212 mit dreieckigem Prisma. In diesem Fall
wird das Kippelement 212 so eingeführt, dass seine Schräge auf die
Montageplatte 10 gerichtet ist.In 5 to 7 are modifications of the tilt angle adjustment means 3 shown. In the first in 5 The modified modification consists of the distal-side first angle adjustment element 3a from 4 from a pivoting element 211 whose central axis is parallel to the X axis and whose cross section is circular. For example, the pivoting element 211 a rotatable member such as a cylindri cal or spherical element. The second angle adjustment element 3b consists of a tilting element 212 with triangular prism. In this case, the tilting element 212 so introduced that its slope on the mounting plate 10 is directed.
Die
oben genannten zwei Elemente 211 und 212 wirken
zusammen, so dass die distale Seite der Montageplatte 10 unter
die proximale Seite gebracht werden kann. Genauer wird die Montageplatte 10 so gelagert,
dass sie sich entlang der Schräge
des Kippelements 212 bewegen kann, so dass sie in Richtung
des Pfeils E um das Schwenkelement 211 gedreht werden kann.The above two elements 211 and 212 act together, leaving the distal side of the mounting plate 10 can be brought under the proximal side. More precisely, the mounting plate 10 stored so that they are along the slope of the tilting element 212 so they can move in the direction of the arrow E around the pivoting element 211 can be turned.
In
der ersten in 5 dargestellten Modifizierung
wird, um den Kippwinkel zu ändern,
das Neigungselement 212 in Richtung des Pfeils F bewegt. Das
Kippelement 212 ist von einem (nicht dargestellten) Befestigungselement
befestigt und dadurch wird die Montageplatte 10 in der
Lage gehalten, dass sie in dem vorgegebenen Winkel geneigt ist.In the first in 5 In order to change the tilt angle, the modification shown is the inclination member 212 moved in the direction of arrow F. The tilting element 212 is fastened by a fastener (not shown) and thereby becomes the mounting plate 10 held in a position that it is inclined at the predetermined angle.
In
der zweiten, in 6 dargestellten Modifizierung
weist das distalseitige Schwenkelement 211 von 5 ein
plattenförmiges
elastisches Element 213 auf, das mit der Montageplatte 10 und
dem Tafelabschnitt 7 verbunden ist. Das elastische Element 213 ist
beispielsweise eine Blattfeder oder dergleichen. Bei dem proximalseitigen
Winkeleinstellungselement 214 kann es sich entweder um
das oben genannte Winkeleinstellungselement 3a oder um
das oben genannte Kippelement 212 handeln. In jedem Fall
ist die Montageplatte 10 mit dem proximalseitigen Winkeleinstellungselement 214 verbunden
oder von diesem gestützt,
so dass sie in Richtung des Pfeils G um das plattenförmige elastische
Element 213 gedreht werden kann.In the second, in 6 illustrated modification has the distal-side pivot member 211 from 5 a plate-shaped elastic element 213 on top of that with the mounting plate 10 and the panel section 7 connected is. The elastic element 213 is for example a leaf spring or the like. At the proximal-side angle adjustment element 214 it can either be the above angle adjustment element 3a or the above-mentioned tilting element 212 act. In any case, the mounting plate 10 with the proximal-side angle adjustment element 214 connected or supported by, so that they in the direction of arrow G to the plate-shaped elastic element 213 can be turned.
In
der zweiten in 6 dargestellten Modifizierung
ist der Ablauf bei der Änderung
des Kippwinkels grundsätzlich
der gleiche wie beim Kippwinkel-Einstellungsmittel, das in den 4 oder 5 dargestellt
ist. Ein (nicht dargestelltes) Spannelement ist auf der distalen
Seite zwischen dem Tafelabschnitt 7 und der Montageplatte 10 angeordnet, und/oder
ein (nicht dargestelltes) Druckelement ist auf der proximalen Seite zwischen
ihnen angeordnet, und dadurch wird die Montageplatte 10 in
der Lage gehalten, dass sie mit dem Kippwinkel geneigt ist.In the second in 6 As shown in the modification, the process of changing the tilting angle is basically the same as that of the tilting angle adjusting means incorporated in FIGS 4 or 5 is shown. A tension member (not shown) is on the distal side between the panel portion 7 and the mounting plate 10 arranged, and / or a (not shown) pressure member is disposed on the proximal side between them, and thereby the mounting plate 10 being able to tilt at the tilt angle.
In
der dritten, in 7 dargestellten Modifizierung
besteht das Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 aus einem eine
Kippung erzeugenden Element 215 mit kreisförmiger oder
kugeliger Oberfläche
sowie einem Aussparungsabschnitt. Der Aussparungsabschnitt weist
eine Form auf, die komplementär
zur kreisförmigen
oder kugeligen Oberfläche
des eine Kippung erzeugenden Elements 215 ist und ist auf der
Oberseite des Tafelabschnitts 7 ausgebildet. Um den Kippwinkel
zu ändern,
wird das Kippung erzeugende Element 215 in der Richtung
des Pfeils I gedreht. Befestigungselemente 216a und 216b liegen an
der Oberseite des Kippung erzeugenden Elements 215 an,
und dadurch wird die Montageplatte 10 ist in einer Lage
gehalten, in der sie in einem Kippwinkel geneigt ist. Eine Goniostufe
kann anstelle der oben genannten Befestigungselemente 216a und 21b verwendet
werden.In the third, in 7 As shown modification consists of the tilt angle adjustment means 3 from a tilt generating element 215 with a circular or spherical surface and a recess portion. The recess portion has a shape complementary to the circular or spherical surface of the tilt generating member 215 is and is on the top of the blackboard section 7 educated. To change the tilt angle, the tilt generating element becomes 215 turned in the direction of the arrow I fasteners 216a and 216b are at the top of the tilt generating element 215 on, and thereby the mounting plate 10 is held in a position in which it is inclined at a tilt angle. A goniostufe can instead of the above-mentioned fasteners 216a and 21b be used.
Die
oben in 4–7 dargestellten
vier Arten von Kippwinkel-Einstellungsmitteln 3 können auf
geeignete Weise kombiniert werden. Die Montageplatte 10 kann
zusammen mit dem Führungsmittel 4 und
dem daran befestigten Positionserfassungselement 5 vom
Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 verkippt werden. Ferner
ist das Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 nicht auf die oben
genannte Beschreibung beschränkt.The top in 4 - 7 illustrated four types of tilt angle adjustment means 3 can be combined in a suitable way. The mounting plate 10 can work together with the guide 4 and the position detecting element attached thereto 5 from the tilt angle adjustment means 3 be tilted. Further, the tilt angle adjusting means 3 not limited to the above description.
Wie
oben beschrieben, wird die Messsonde 6 vom Führungsmittel 4 getragen
und ist mit einem äußerst kleinen
Kippwinkel zur Z-Achsenrichtung geneigt (sehen 2).
Ferner ist die Messsonde 6 so positioniert, dass sie die
Oberfläche
des zu vermessenden Objekts 2 mit einer vorgegebenen Kontaktkraft
durch die Kipprichtungskomponente der Schwerkraft des Kontaktnadelelements 6a,
die von der Kippung erzeugt wird, berührt. Das heißt, die
Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils entsprechend der
vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass die Kontaktkraft proportional
zum vorher eingestellten Kippwinkel θ der Messsonde 6 geändert werden
kann.As described above, the probe becomes 6 from the guide means 4 is supported and tilted with an extremely small tilt angle to the Z-axis direction (see 2 ). Furthermore, the measuring probe 6 positioned so that they are the surface of the object to be measured 2 with a predetermined contact force by the tilting component of the gravity of the contact needle element 6a , which is generated by the tilt, touched. That is, the device for measuring a surface profile according to the present invention is constructed so that the contact force is proportional to the previously set tilt angle θ of the probe 6 can be changed.
8 ist
ein Blockschema, das schematisch ein Steuersystem zur Steuerung
der Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils entsprechend der ersten
Ausführungsform
zeigt. Das Steuersystem weist ein Steuermittel 11 zur Steuerung
der gesamten Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils
auf. Das Steuermittel 11 ist beispielsweise ein Motor oder
piezoelektrischer Aktor. Die Steuermittel 11 ist dafür ausgelegt,
die ersten und zweiten Positionserfassungselemente 5, 9 und
ein Antriebsmittel 12 zum Antreiben des oben genannten
zu vermessenden Objekts 2 in X-Achsenrichtung zu steuern.
Ferner ist das Steuermittel 11 mit einem später beschriebenen
Operationsabschnitt 13 verbunden, der Operationsprozesse
ausführt. 8th Fig. 10 is a block diagram schematically showing a control system for controlling the surface profile measuring apparatus according to the first embodiment. The control system has a control means 11 for controlling the entire device for measuring a surface profile. The control means 11 is for example a motor or piezoelectric actuator. The control means 11 is designed for the first and second position detection elements 5 . 9 and a drive means 12 for driving the above object to be measured 2 in the X-axis direction. Further, the control means 11 with an operation section described later 13 connected, which carries out operations processes.
Die
Funktionsweise der Vorrichtung mit dem oben genannten Aufbau ist
nachstehend beschrieben.The
Operation of the device with the above structure is
described below.
Wie
aus 1 und 2 ersichtlich, wird in der Vorrichtung
mit dem oben genannten Aufbau das Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 betätigt, und
dadurch wird der vorgegebene Winkel θ zur Z-Achsenrichtung an die
mit der Montageplatte 10 verbundene Luftgleiteinrichtung 4 angelegt.
Wie bereits beschrieben, wirkt die Luftgleiteinrichtung 4 mit
der Messsonde 6 zusammen. Das bewegliche Gleiteinrichtungselement 4b bewegt
sich über
das Gleitelement-Trägerelement 4a durch
die Kipprichtungskomponente der Schwerkraft der Messsonde 6 in
Richtung des Pfeils A. Auf diese Weise berührt das Kontaktnadelelement 6a der
Messsonde 6 die Oberfläche
des zu vermessenden Objekts 2. Das zu vermessende Objekt
ist nicht beschränkt
und kann beispielsweise eine Linse, eine Metallform oder ein optisches
Element sein.How out 1 and 2 As can be seen, in the apparatus having the above construction, the tilt angle adjusting means 3 operated, and thereby the predetermined angle θ to the Z-axis direction to the with the mounting plate 10 connected air sliding device 4 created. As already described, the air sliding device acts 4 with the probe 6 together. The movable slider element 4b moves over the slider support member 4a through the tilting component of the gravity of the probe 6 in the direction of the arrow A. In this way, the contact needle element touches 6a the measuring probe 6 the surface of the object to be measured 2 , The object to be measured is not limited and may be, for example, a lens, a metal mold or an optical element.
Da
Luft in den Raum 210 zwischen dem Gleitelement-Trägerelement 4a und
dem beweglichen Gleiteinrichtungselement 4b geliefert wird,
hängt die Reibkraft
f zwischen diesen vom Viskositätskoeffizienten τ der zugeführten Luft
ab. Im Allgemeinen ist die Reibkraft der Luft etwa {Bruchteil (1/1000)}
der Reibkraft von herkömmlichem
Schmieröl.
Deshalb kann eine Messung, die die Luftgleiteinrichtung 4 verwendet,
bei einem Kippwinkel θ ausgeführt werden, der
im Vergleich mit Messungen, die eine hydrostatische Gleiteinrichtung
verwenden, viel kleiner ist. Eine Messung, die die Luft gleiteinrichtung 4 verwendet, erfordert
keine Struktur, die für
Schmieröl
ausgelegt ist, so dass die Messvorrichtung als Ganzes kompakt gemacht
werden kann.Because air in the room 210 between the slider support member 4a and the movable slider element 4b is supplied, the friction force f between them depends on the viscosity coefficient τ of the supplied air. In general, the frictional force of the air is about {fraction (1/1000)} of the frictional force of conventional lubricating oil. Therefore, a measurement that the air slide 4 used at a tilt angle θ which is much smaller compared to measurements using a hydrostatic slide. A measurement that slides the air 4 used, does not require a structure that is designed for lubricating oil, so that the measuring device can be made compact as a whole.
In
der Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils hängt die
Kontaktkraft Fθ des
Kontaktnadelelements 6a an der Oberfläche des zu vermessenden Objekts 2 von
der Kipprichtungskomponente der Schwerkraft, die auf die Messsonde 6 wirkt
und der Reibkraft f ab. In diesem Fall wird, wenn der Kippwinkel
als θ eingestellt
ist und die Schwerkraft der Messsonde 6, die auf das Kontaktnadelelement 6a wirkt
als F = mg eingestellt ist, die Kontaktkraft Fθ durch die folgende Gleichung
ausgedrückt: Fθ =
F·sinθ – f = mg·sinθ – f In the device for measuring a surface profile, the contact force Fθ of the contact needle element depends 6a on the surface of the object to be measured 2 from the tilting component of gravity acting on the measuring probe 6 acts and the friction force f. In this case, when the tilt angle is set as θ and the gravity of the probe becomes 6 on the contact needle element 6a acts as F = mg, the contact force Fθ is expressed by the following equation: Fθ = F · sinθ - f = mg · sinθ - f
In
der ersten Ausführungsform
wird die Luftgleiteinrichtung verwendet, und die Reibkraft wird durch
die folgende Gleichung f = τmg
ausgedrückt. Die
Reibkraft f ist tatsächlich
viel kleiner und kann vernachlässigt
werden. Deshalb wird die Kontaktkraft durch die folgende Gleichung
Fθ = mg·sinθ ausgedrückt.In
the first embodiment
the air sliding device is used, and the frictional force is through
the following equation f = τmg
expressed. The
Frictional force f is actually
much smaller and can be neglected
become. Therefore, the contact force is given by the following equation
Fθ = mg · sinθ.
Bei
Durchführung
der eigentlichen Messung üben
zusätzlich
zur oben genannten Kontaktkraft Fθ die folgenden Faktoren Einfluss
aus. Die Faktoren sind die relative maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax
in X-Achsenrichtung der Vorrichtung und des zu vermessenden Objekts,
eine Oberflächenrauheit Ry
des zu vermessenden Objekts, eine Abtaststrecke ϕ des zu
vermessenden Objekts und der maximale Kontaktwinkel αmax (siehe 9).
Diese Faktoren haben die folgende Beziehung. Vmax ∝ (Fθ·ϕ)/(Ry·αmax) When performing the actual measurement, in addition to the above-mentioned contact force Fθ, the following factors exert influence. The factors are the relative maximum scanning velocity Vmax in the X-axis direction of the device and the object to be measured, a surface roughness Ry of the object to be measured, a scanning distance φ of the object to be measured and the maximum contact angle αmax (see 9 ). These factors have the following relationship. Vmax α (Fθ · φ) / (Ry · αmax)
Das
heißt,
je größer die
Kontaktkraft Fθ ist, oder
je größer die
Abtaststrecke ϕ des zu vermessenden Objekts ist, umso höher ist
die maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax. Dagegen nimmt bei zunehmender
Oberflächenrauheit
Ry oder zunehmendem Kontaktwinkel αmax die maximale Abtastgeschwindigkeit
Vmax ab.The
is called,
the bigger the
Contact force Fθ is, or
the bigger the
Sampling distance φ of the object to be measured is the higher
the maximum scanning speed Vmax. In contrast, with increasing
surface roughness
Ry or increasing contact angle αmax the maximum scanning speed
Vmax off.
Die
maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax wird auch durch die Vibration
beeinflusst, die auf das Trägerelement 1 und
den Basisabschnitt 20 während der
Messung ausgeübt
wird. Falls der Basisabschnitt 20 auf einen vibrationssicheren
Tisch gestellt wird, wird die Vibration von außen abgehalten oder verringert;
daher ist es möglich,
eine Messung bei der maximalen relativen Abtastgeschwindigkeit durchzuführen, die
eine relativ hohe Vmax ist.The maximum scanning speed Vmax is also affected by the vibration applied to the carrier element 1 and the base section 20 is exercised during the measurement. If the base section 20 is placed on a vibration-proof table, the vibration is prevented or reduced from the outside; therefore, it is possible to perform a measurement at the maximum relative scanning speed, which is a relatively high Vmax.
Falls
das zu vermessende Objekt 2 aus einem sehr weichen Material
gebildet ist, das durch eine Messung leicht beschädigt werden
kann, wird die Kontaktkraft klein, und dadurch kann das zu vermessende
Objekt vermessen werden, ohne Schaden zu nehmen. Falls dagegen keine
Gefahr besteht, dass das zu vermessende Objekt 2 beschädigt wird, wird
die Kontaktkraft Fθ erhöht, und
dadurch wird die maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax hoch. Infolgedessen
ist es möglich,
die Zeit zum Messen des Oberflächenprofils
des zu vermessenden Objekts 2 zu verkürzen.If the object to be measured 2 is made of a very soft material that can be easily damaged by a measurement, the contact force is small, and thereby the object to be measured can be measured without being damaged. In contrast, if there is no danger that the object to be measured 2 is damaged, the contact force Fθ is increased, and thereby the maximum scanning speed Vmax becomes high. As a result, it is possible to set the time for measuring the surface profile of the object to be measured 2 To shorten.
Wie
oben beschrieben ist, da die Beziehung Fθ = mg·sinθ gilt, die maximale Abtastgeschwindigkeit
Vmax proportional zum Eigengewicht m der Messsonde 6. Da
die Beziehung 0 < θ < 90 ° gilt, ist die
maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax auch proportional zum Kippwinkel θ. Anders
ausgedrückt
wird bzw. werden das Eigengewicht m der Messsonde 6 und/oder
und der Kippwinkel θ erhöht, und
dadurch kann ein großer
Wert für
die maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax erhalten werden.As described above, since the relation Fθ = mg · sinθ holds, the maximum scanning speed Vmax is proportional to the self-weight m of the measuring probe 6 , Since the relationship 0 <θ <90 °, the maximum scanning speed Vmax is also proportional to the tilting angle θ. In other words, the self-weight m of the measuring probe becomes or become 6 and / or and the tilt angle θ, and thereby a large value for the maximum scanning speed Vmax can be obtained.
Auch
wenn eine leichte Messsonde 6 verwendet wird, so dass die
Kontaktkraft Fθ auf
einen relativ kleinen Wert gesetzt werden kann, wird der Kippwinkel
bei Bedarf vergrößert, und
dadurch ist es möglich,
sofort eine große
Kontaktkraft Fθ,
das heißt, die
maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax zu erreichen. Genauer kann,
wenn das Eigengewicht m der Messsonde 6 auf 3,5 g eingestellt
ist, der Kippwinkel θ auf
4,9 ° gesetzt
werden, und dadurch kann eine Kontaktkraft Fθ von 300 mgf erhalten werden.Even if a light probe 6 is used, so that the contact force Fθ can be set to a relatively small value, the tilt angle is increased if necessary, and thereby it is possible to immediately reach a large contact force Fθ, that is, the maximum scanning speed Vmax. More precisely, if the weight m of the probe 6 is set to 3.5 g, the tilt angle θ is set to 4.9 °, and thereby a contact force Fθ of 300 mgf can be obtained.
Dagegen
wird, selbst wenn eine schwere Messsonde 6 verwendet wird,
so dass die Kontaktkraft Fθ auf
einen relativ großen
Wert eingestellt werden kann, der Kippwinkel nach Bedarf verkleinert, und
dadurch ist es möglich,
die Kontaktkraft Fθ,
das heißt,
die maximale Abtastgeschwindigkeit Vmax, sofort zu verkleinern.
Daher ist es möglich,
eine Messung auszuführen,
die in der Lage ist, eine Beschädigung
des zu vermessenden Objekts 2 zu verhindern oder zu verringern.
Genauer wird, wenn das Eigengewicht m der Messsonde 6 auf
500 g eingestellt ist, der Kippwinkel θ auf 0,00057 ° gesetzt,
und dadurch kann eine Kontaktkraft Fθ von 5 mgf erhalten werden.In contrast, even if a heavy probe 6 is used, so that the contact force Fθ can be set to a relatively large value, the tilt angle is reduced as required, and thereby it is possible to immediately reduce the contact force Fθ, that is, the maximum scanning speed Vmax. Therefore, it is possible to perform a measurement capable of damaging the object to be measured 2 prevent or reduce it. It becomes more precise if the dead weight m of the measuring probe 6 is set to 500 g, the tilt angle θ is set to 0.00057 °, and thereby For example, a contact force Fθ of 5 mgf can be obtained.
Das
Eigengewicht der Messsonde 6 ist durch Montieren eines
Gewichts zwischen dem Führungselement 4 und
dem Stammelement 6b einstellbar.The dead weight of the probe 6 is by mounting a weight between the guide member 4 and the root element 6b adjustable.
Wie
aus der obigen Beschreibung hervorgeht, weist die Vorrichtung der
vorliegenden Erfindung einen Aufbau auf, in dem der Wert der Kontaktkraft
Fθ schon
durch den Kippwinkel θ der
Messsonde 6 verändert
werden kann. Deshalb kann eine geeignete Messung sofort entsprechend
den Merkmalen des zu vermessenden Objekts 2 durchgeführt werden.
Die Messung kann wirksam ausgeführt
werden.As apparent from the above description, the apparatus of the present invention has a structure in which the value of the contact force Fθ is already determined by the tilt angle θ of the probe 6 can be changed. Therefore, a suitable measurement can be made immediately according to the characteristics of the object to be measured 2 be performed. The measurement can be carried out efficiently.
Das
Trägerelement 1,
welches das zu vermessende Objekt 2 trägt, wird in X-Achsenrichtung von
einem Antriebsmittel 12, wie einem Motor oder einem piezoelektrischen
Aktor angetrieben. Das Kontaktnadelelement 6a der Messsonde 6 tastet
das zu vermessende Objekt 2 entlang des Oberflächenprofils
des zu vermessenden Objekts 2 in der X-Achsenrichtung ab.
Bei der oben genannten Funktion entspricht die Kipprichtungsverstellung 1 des
Kontaktnadelelements 6a der Tiefe des Oberflächenprofils
des zu vermessenden Objekts 2. Die Positionsinformationen
des Kontaktnadelelements 6a werden vom ersten Positionserfassungselement 5 erfasst.The carrier element 1 , which is the object to be measured 2 is carried in the X-axis direction by a drive means 12 as driven by a motor or a piezoelectric actuator. The contact needle element 6a the measuring probe 6 scans the object to be measured 2 along the surface profile of the object to be measured 2 in the X-axis direction. In the above function corresponds to the tilt direction adjustment 1 the contact needle element 6a the depth of the surface profile of the object to be measured 2 , The position information of the contact needle element 6a be from the first position detection element 5 detected.
Die
Kipprichtungsverstellung 1 des Kontaktnadelelements 6a ist
eine relative Verstellung der Vorrichtung und des zu vermessenden
Objekts 2. Daher wird bzw. werden die Vorrichtung und/oder
das zu vermessende Objekt 2 relativ zum jeweils anderen bewegt,
und dadurch werden Oberflächenprofildaten des
zu vermessenden Objekts 2 erhalten.The tilt direction adjustment 1 the contact needle element 6a is a relative displacement of the device and the object to be measured 2 , Therefore, the device and / or the object to be measured become 2 relative to the other, and thereby surface profile data of the object to be measured 2 receive.
Das
Abtasten in der X-Achsenrichtung wird mit Hilfe eines (nicht dargestellten)
Führungselements,
wie einer exakten hydrostatischen Gleiteinrichtung, die Gas, wie
Luft, oder Flüssigkeit,
wie Öl, verwendet,
durchgeführt.
Das Führungselement
wird durch Antriebseinrichtungen wie einen Gleichstrommotor, einen
Servomotor, einen linearen Motor, einen Schrittmotor, einen piezoelektrischen
Aktor oder einen Voice-Coil-Motor,
angetrieben. Die Erzeugung einer Vibration durch die Antriebseinrichtung
wird auf die folgende Weise verhindert. Das heißt, die Antriebseinrichtung
und das zweite Positionserfassungselement 9 sind so positioniert,
dass sie voneinander getrennt sind, oder ein vibrationsfreies Antriebssystem
durch Stromsteuerung wird verwendet. Außerdem wird die Vibration von
außen
auf die folgende Weise abgehalten. Das heißt, die gesamte Vorrichtung
ist auf den vibrationssicheren Tisch gestellt.Scanning in the X-axis direction is performed by means of a guide member (not shown), such as a precise hydrostatic slider using gas such as air or liquid such as oil. The guide member is driven by drive means such as a DC motor, a servomotor, a linear motor, a stepping motor, a piezoelectric actuator or a voice coil motor. The generation of vibration by the driving means is prevented in the following manner. That is, the drive device and the second position detection element 9 are positioned so that they are separated from each other, or a vibration-free drive system through current control is used. In addition, the vibration is prevented from outside in the following manner. That is, the entire device is placed on the vibration-proof table.
Da
der gemessene Wert l der in Kipprichtung ist, muss im obigen Aufbau
der Kippwinkel θ korrigiert werden,
um die Daten des aktuellen Oberflächenprofils (Rauhigkeit) des
Objekts 2 zu erhalten.Since the measured value ℓ is the tilt direction, in the above structure, the tilt angle θ must be corrected to obtain the data of the current surface profile (roughness) of the object 2 to obtain.
Was
den Kippwinkel θ der
Messsonde 6 zur Z-Achsenrichtung betrifft, so wird der
gemessene Wert l des ersten Positionserfassungselements 5 mit cosθ multipliziert,
und dadurch wird ein Korrekturwert L des tatsächlichen Oberflächenprofils
des zu vermessenden Objekts 2 erhalten. In der ersten Ausführungsform
führt der
Operationsabschnitt 13 die Operation L = l·cosθ aus. Der
gemessene Wert l wird durch die Operation in den Korrekturwert L
umgewandelt. Die X-Richtungs-Positionsdaten des Objekts 2 werden
vom zweiten Positionserfassungselement 9 erfasst. Der Korrekturwert
L und die X-Richtungs-Positionsdaten werden in Form eines Graphen aufgezeichnet,
und somit wird das Oberflächenprofil des
zu vermessenden Objekts 2 gemessen.What the tilt angle θ of the probe 6 with respect to the Z-axis direction, the measured value ℓ of the first position detecting element becomes 5 multiplied by cosθ, and thereby becomes a correction value L of the actual surface profile of the object to be measured 2 receive. In the first embodiment, the operation section leads 13 the operation L = l · cosθ. The measured value I is converted to the correction value L by the operation. The X-direction position data of the object 2 be from the second position detection element 9 detected. The correction value L and the X-direction position data are recorded in the form of a graph, and thus the surface profile of the object to be measured becomes 2 measured.
Entsprechend
der oben genannten ersten Ausführungsform
wird das Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 gesteuert,
und dadurch kann die Kontaktkraft Fθ der Messsonde 6 an
dem zu vermessenden Objekt 2 sehr leicht eingestellt werden.
Da eine äußerst kleine
Kontaktkraft Fθ erhalten
wird, ist die Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils
daher vom Kontakt-Typ; trotzdem ist es möglich, Wirkungen zu erzielen,
die denen einer zerstörungsfreien
berührungsfreien
Vermessung des zu vermessenden Objekts 2 ähnlich sind.According to the above-mentioned first embodiment, the tilt angle adjusting means becomes 3 controlled, and thereby the contact force Fθ of the probe can 6 on the object to be measured 2 be adjusted very easily. Since an extremely small contact force Fθ is obtained, the device for measuring a surface profile is therefore of the contact type; nevertheless, it is possible to obtain effects similar to those of a nondestructive non-contact measurement of the object to be measured 2 are similar.
(Zweite Ausführungsform)Second Embodiment
Die
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 10 beschrieben. 10 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils
entsprechend der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der zweiten Ausführungsform werden ähnliche
Zahlen verwendet, um die gleichen Elemente wie in der ersten Ausführungsform
zu bezeichnen.The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG 10 described. 10 Fig. 12 is a schematic diagram of a surface profile measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, similar numbers are used to denote the same elements as in the first embodiment.
Die
Vorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform weist einen flachen
Bodenbasisabschnitt 21 auf. Der oben genannte Basisabschnitt 20 ist
am Bodenbasisabschnitt 21 über ein Kippwinkel-Einstellungsmittel 23 vorgesehen.
Das Kippwinkel-Einstellungsmittel 23 weist
eine Vielzahl von Winkeleinstellungselementen 2a und 23b auf
und entspricht in seiner Funktion dem Kippwinkel-Einstellungsmittel 3 der
ersten Ausführungsform
einschließlich
der oben genannten Modifizierungen. Der übrige Aufbau der in 10 dargestellten
Vorrichtung ist der gleiche wie in der ersten Ausführungsform,
außer dass
ein Befestigungselement 24 statt des Kippwinkel-Einstellungsmittels 3 verwendet
wird. Das heißt, ein
vorgegebener Kippwinkel θ zur
horizontalen Richtung kann auf alle folgenden Elemente angelegt werden.
Genauer sind diese Elemente der Tafelabschnitt 7, die Messsonde 6 auf
der Montageplatte 10, das Trägerelement 1, welches
das zu vermessende Objekt 2 trägt, und die ersten und zweiten
Positionserfassungselemente 5 und 9.The device according to the second embodiment has a flat bottom base portion 21 on. The above base section 20 is at the bottom base section 21 via a tilt angle adjustment means 23 intended. The tilt angle adjustment means 23 has a variety of angle adjustment elements 2a and 23b and corresponds in function to the tilt angle adjustment means 3 of the first embodiment including the above modifications. The remaining construction of in 10 The device shown is the same as in the first embodiment, except that a fastener 24 instead of the tilt angle adjustment means 3 is used. That is, a given tilt angle θ to the horizontal direction can be applied to all the following elements. More precisely, these elements are the table cut 7 , the measuring probe 6 on the mounting plate 10 , the carrier element 1 , which is the object to be measured 2 carries, and the first and second position detection elements 5 and 9 ,
Die
Funktionsweise eines gleichen Elements wie in der ersten Ausführungsform
ist grundsätzlich die
gleiche wie in der ersten Ausführungsform.
Das Prinzip, dass die Messsonde 6 das Oberflächenprofil des
zu vermessenden Objekts 2 misst, ist das gleiche wie in
der ersten Ausführungsform.The operation of a same element as in the first embodiment is basically the same as in the first embodiment. The principle that the probe 6 the surface profile of the object to be measured 2 is the same as in the first embodiment.
Entsprechend
der oben genannten zweiten Ausführungsform
verleiht das Kippwinkel-Einstellungsmittel 23 der Messsonde 6 und
dem zu vermessenden Objekt 2, das vom Trägerelement 1 getragen wird,
denselben Kippwinkel θ.
Daher kann die Vorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform dieselben
Wirkungen wie die Vorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform
erreichen. Ferner besteht kein Bedarf, den Kippwinkel θ auf den
gemessenen Wert l des ersten Positionserfassungselements 5 zu
korrigieren; daher können
die tatsächlichen
Oberflächenprofildaten
L direkt gemessen werden.According to the above-mentioned second embodiment, the tilt angle adjusting means gives 23 the measuring probe 6 and the object to be measured 2 that of the carrier element 1 is carried, the same tilt angle θ. Therefore, the device according to the second embodiment can achieve the same effects as the device according to the first embodiment. Further, there is no need for the tilt angle θ to be the measured value ℓ of the first position detection element 5 to correct; therefore, the actual surface profile data L can be measured directly.
(Dritte Ausführungsform)Third Embodiment
Die
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf 11 beschrieben. 11 ist
eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Messung eines
Oberflächenprofils
entsprechend der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der dritten Ausführungsform werden gleiche Bezugszahlen
verwendet, um dieselben Elemente wie in der ersten Ausführungsform
zu bezeichnen. Ferner ist die Vorrichtung in der dritten Ausführungsform
auf eine Bearbeitungsmaschine zur maschinellen Bearbeitung einer Linse,
einer Metallform oder eines optischen Elements montiert.The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG 11 described. 11 FIG. 12 is a schematic diagram of the device for measuring a surface profile according to the third embodiment of the present invention. FIG. In the third embodiment, like reference numerals are used to designate the same elements as in the first embodiment. Further, in the third embodiment, the apparatus is mounted on a processing machine for machining a lens, a metal mold or an optical element.
Die
oben genannte Bearbeitungsmaschine weist eine Maschinenbasis 206 auf.
Die Maschinenbasis 206 ist mit einem X-Achsen-Positionserfassungselement 204 zur
Erfassung der X-Achsen-Bewegung und einem Z-Achsen-Positionserfassungselement 205 zur
Erfassung der Z-Achsen-Bewegung versehen. Ferner ist die Maschinenbasis 206 mit
einem beweglichen Z-Achsen-Element 203 und einem beweglichen
X-Achsen-Element 202 versehen. Das bewegliche Z-Achsen-Element 203 ist
so angeordnet, dass es mit dem beweglichen Z-Achsen-Positionserfassungselement 205 zusammenwirkt.
Das bewegliche X-Achsen-Element 202 bewegt sich in der X-Achsenrichtung
und trägt
die Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils. Ein Werkstück-Drehelement 201 zum
drehenden Tragen des zu vermessenden Objekts 2 ist am beweglichen
Z-Achsen-Element 203 angebracht.
Das vom Werkstück-Drehelement 201 getragene
zu ver messende Objekt 2 und die Messsonde 6 sind
so angeordnet, dass sie vom beweglichen Z-Achsenelement 203 relativ
zueinander in der X-Achsenrichtung bewegt werden können, während sie
vom beweglichen Z-Achsen-Element 203 relativ zueinander
in der Z-Achsenrichtung bewegt werden können.The above-mentioned processing machine has a machine base 206 on. The machine base 206 is with an X-axis position sensing element 204 for detecting the X-axis motion and a Z-axis position sensing element 205 provided for detecting the Z-axis movement. Further, the machine base 206 with a movable Z-axis element 203 and a movable X-axis element 202 Mistake. The movable Z-axis element 203 is arranged so that it communicates with the movable Z-axis position detecting element 205 interacts. The movable X-axis element 202 moves in the X-axis direction and carries the device for measuring a surface profile. A workpiece turning element 201 for rotating carrying the object to be measured 2 is on the movable Z-axis element 203 appropriate. That of the workpiece turning element 201 worn object to be measured 2 and the probe 6 are arranged so that they are from the movable Z-axis element 203 can be moved relative to each other in the X-axis direction while moving from the movable Z-axis element 203 can be moved relative to each other in the Z-axis direction.
Die
Bearbeitungsmaschine mit dem oben genannten Aufbau kann das zu vermessende
Objekt 2 auf ein gewünschtes
Profil bearbeiten, wobei sie (nicht dargestellte) Bearbeitungswerkzeuge
wie ein Drehwerkzeug, ein Schleifsteinelement oder ein Polierelement
verwendet.The processing machine with the above structure can be the object to be measured 2 to edit a desired profile, using (not shown) processing tools such as a rotary tool, a grindstone element or a polishing element.
Die
Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils weist grundsätzlich denselben
Aufbau auf wie in der ersten Ausführungsform. Jedoch ist die Vorrichtung
vollständig
mit einer Abdeckung 207 bedeckt. Am distalen Ende der Abdeckung 207 ist
eine (nicht dargestellte) Öffnung
ausgebildet. Die Messsonde 6 der Vorrichtung steht durch
die oben genannte Öffnung über die
Abdeckung 207 hinaus und das Kontaktnadelelement 6a der
Messsonde 6 ist so angeordnet, dass es das zu vermessende
Objekt 2, das vom Werkstück-Drehelement 201 getragen
wird, berührt.The device for measuring a surface profile basically has the same structure as in the first embodiment. However, the device is complete with a cover 207 covered. At the distal end of the cover 207 an opening (not shown) is formed. The measuring probe 6 The device is through the above opening on the cover 207 out and the contact needle element 6a the measuring probe 6 is arranged so that it is the object to be measured 2 that of the workpiece turning element 201 is worn, touched.
Ferner
ist an der Proximalendseite der Abdeckung 207 eine andere Öffnung ausgebildet.
Diese anderen Öffnungen
werden verwendet, um ein Kabel 208 des ersten Positionserfassungselements 5 und einen
Spülluft-Zufuhrschlauch 209,
mit dem der Innendruck der Abdeckung 207 positiv gemacht
wird, einzuführen.Further, on the proximal end side of the cover 207 another opening is formed. These other openings are used to make a cable 208 of the first position detection element 5 and a purge air supply hose 209 , with which the internal pressure of the cover 207 is made positive to introduce.
Die
Funktionsweise eines gleichen Elements wie in der ersten Ausführungsform
ist grundsätzlich die
gleiche wie in der ersten Ausführungsform.
Das Prinzip, dass die Messsonde 6 das Oberflächenprofil des
zu vermessenden Objekts 2 misst, ist das gleiche wie in
der ersten Ausführungsform.The operation of a same element as in the first embodiment is basically the same as in the first embodiment. The principle that the probe 6 the surface profile of the object to be measured 2 is the same as in the first embodiment.
Da
die Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils der dritten Ausführungsform
ganz mit der Abdeckung 207 bedeckt ist, kann verhindert
werden, dass zerstäubtes
Arbeitsfluid und/oder Staub, wie Spanpulver des Werkstücks, während der Bearbeitung
des zu vermessenden Objekts haften bleibt. Da der Innendruck der
Abdeckung 207 durch den Spülluft-Zufuhrschlauch 209 positiv
gemacht wird, kann verhindert werden, dass der Sprühnebel und/oder
der Staub mit der Abdeckung 207 in Kontakt kommt.Since the device for measuring a surface profile of the third embodiment is completely covered 207 is covered, it can be prevented that atomized working fluid and / or dust, such as chip powder of the workpiece, remains stuck during the processing of the object to be measured. Because the internal pressure of the cover 207 through the purge air supply hose 209 is positive, can prevent the spray and / or dust with the cover 207 comes into contact.
Entsprechend
der oben genannten dritten Ausführungsform
kann, da die Vorrichtung zur Messung eines Oberflächenprofils
entsprechend der ersten Ausführungsform
an der Bearbeitungsmaschine montiert ist, das Oberflächenprofil
des zu vermessenden Objekts 2 auf der Bearbeitungsmaschine
gemessen werden. Selbst wenn das Verfahren zur Messung des Oberflächenprofils
und das Verfahren zur Bearbeitung des zu vermessenden Objekts 2 abwechselnd
ausgeführt
werden, ist es möglich,
das zu vermessende Objekt 2 zu vermessen und zu bewerten,
ohne es abzunehmen und erneut zu befestigen. Ferner ist es möglich, einen
Messfehler aufgrund des genannten Abnehmens/Neubefestigens und der Änderung
der Messumgebung zu verhindern. Ferner ist es möglich, die Einstellungszeit
aufgrund des genannten Abnehmens/Neubefestigens einzusparen.According to the above-mentioned third embodiment, since the device for measuring a surface profile according to the first embodiment is mounted on the processing machine, the surface profile of the vermes send object 2 be measured on the machine tool. Even if the method for measuring the surface profile and the method for processing the object to be measured 2 be carried out alternately, it is possible to the object to be measured 2 to measure and evaluate, without taking it off and fixing again. Further, it is possible to prevent a measurement error due to the aforementioned detachment / re-attachment and the change of the measurement environment. Furthermore, it is possible to save the setting time due to the aforementioned detaching / refastening.
Weitere
Vorteile und Modifizierungen werden dem Fachmann ohne Weiteres ersichtlich
sein. Daher ist die Erfindung in ihren breiteren Aspekten nicht auf
die spezifischen Einzelheiten und typischen Ausführungsformen beschränkt, die
hierin gezeigt und beschrieben sind. Demgemäß können verschiedene Modifizierungen
durchgeführt
werden, ohne vom Bereich des erfinderischen Gedankens abzuweichen, der
in den beigefügten
Ansprüchen
und ihren Äquivalenten
definiert ist.Further
Advantages and modifications will be readily apparent to those skilled in the art
be. Therefore, the invention is not in its broader aspects
the specific details and typical embodiments are limited
shown and described herein. Accordingly, various modifications can be made
carried out
without departing from the scope of inventive thought that
in the attached
claims
and their equivalents
is defined.